PDF《中国科学院大学 硕士学位论文》

5 月下旬开始升温, 而林内土壤则在

6 月中旬(

6 月13 日±3 天 )解冻并升温. 在冬季, 土壤冻结现象在林外与林内存在明显差异,林外土壤无明显冻结现象(>

0℃),土壤温 度从

12 月中旬开始趋于稳定,1-4 月份月均温在 0.2~0.3℃之间,而林内土壤则从

12 月中旬(

12 月18 日±5 天)开始冻结, 1-2 月份最冷,月均温在-1.5℃左右.与土 壤温度类似,林外土壤水分在

5 月下旬回升,林内在

6 月初,林内、外土壤水分均 在12 月中旬下降;

生长季期间林外土壤水分略高于林内( 40-50% vs. 35-40% ).

2、根据气温推算的冷杉林线生长季( 连续

5 天≥4℃的天数 )开始于

5 月20 日左 右, 结束于

10 月初, 将生长季分为早期( 夏至日之前 )、 盛期( 夏至日至

8 月31 日)I和晚期(

9 月1日之后 ),发现在各时期林外土壤温度和水分平均值均高于林内,其 中生长季早期林内土壤平均温度仅为 0.2℃,而林外可达 5.2℃.此外,生长季不同 时段中以生长季早期土壤温度年际波动最大,其中,以2009 年和

2010 年为高,主 要是由于气温回升(4 月)以及积雪融化(4 月-5 月)提前、净辐射增加,使得土壤温度 回升比其他年份提早

20 多天.统计分析表明,土壤温度滞后于气温约

1 个月( 相关 系数为 0.91,P3m) 生长和分布的主要驱动因子 ( K?rner 1999;

Jobbagy &

Jackson 2000;

K?rner &

Paulsen

2004 ).因此,高山林线对气候变化 十分敏感 ( Theurillat &

Guisan 2001;

Peter 2002),容易捕捉到全球气候变化的早期信 号(Becker &

Bugmann

2001 ),相关变化过程及其测定指标可用来解释陆地生态系 统对全球变化的适应和响应,是当今全球变化研究的重要内容之一 ( Cullen et al. 2001;

IPCC

2007 ). 但是, 最新IPCC第四次报告仍无法评估和预测过去和现代气候变 暖下林线位置是否普遍上升及林分碳汇能力是否普遍增加 ( Harsch 2009;

IPCC

2007 ),如何解释高山林线内在变化机理仍是当前全球变化研究的难点 ( Grace et al. 2002;

Holtmeier &

Broll 2005;

Kullman 2007;

Danby &

Hik 2007;

IPCC

2007 ). 目前国际上主要争论在于高纬度/高海拔的植物光合生产在生长季期间是否普遍 存在低温导致的水分/养分胁迫问题,树木高生长和径生长等随海拔下降是由于光合 生产力受限所致还是由于低温限制细胞分裂(新组织形成)所致 ( 即高海拔植物是 否普遍存在 碳饱和 或 碳饥饿 之争, K?rner 1999;

Sveinbj?rnsson 2000;

Li et al.2004;

Wieser &

Tausz 2007;

Li et al.2008;

李明财

2008 ).前期研究基于叶片稳定碳同位素 测定数据认为,即使在降雨量充沛的高山林线地区也可能存在水分胁迫问题 ( Li et al. 2004;

李明财

2007 ). 在林线地区, 虽然降雨量比较充足、 土壤湿度较高 ( K?rner

1999 ),而且气温较低、蒸散量小,但是由于土壤温度过低会使得植物很难或者根本 无法利用土壤中的水分,从而出现植物水分亏缺的状况 ( Kramer 1940;

Tranquillini 1979;

K?rner

1999 ),即可能存在土壤低温导致的植物水分胁迫,但是目前仍缺乏直 接证据来验证.最新研究发现,高海拔地区森林最大碳收获出现在生长季早期 ( Monson et al. 2002;

Luo et al.

2011 ),树木最大生长速率普遍出现在夏至日前后,被1藏东南色季拉山冷杉林线土壤温湿度动态特征及其对叶水势的影响 认为是木本植物对高寒环境的一种趋同适应特征,以有利于在严冬来临之前完成其 新组织的木质化 (与一年的最大日长相关的生物钟现象,Rossi et al. 2006;